Algoritma Kriptografi Klasik

Pendahuluan

Algoritma kriptografi klasik berbasis karakter Menggunakan pena dan kertas saja, belum

ada komputer Termasuk ke dalam kriptografi kunci-simetri Algoritma kriptografi klasik:

– Cipher Substitusi (Substitution Ciphers)– Cipher Transposisi (Transposition Ciphers)

Algoritma kriptografi klasik berbasis karakter Menggunakan pena dan kertas saja, belum

ada komputer Termasuk ke dalam kriptografi kunci-simetri Algoritma kriptografi klasik:

– Cipher Substitusi (Substitution Ciphers)– Cipher Transposisi (Transposition Ciphers)

Basic Terms

Plaintext– The original message

Ciphertext– The coded message

Cipher– Algorithm for transforming between

plaintext and ciphertext

Key– Info used in cipher known only to

sender/receiver

Encipher / Ecnrypt– Converting plaintext to ciphertext

Decipher / Decrypt– Converting ciphertext back to plaintext

Cryptography– Study of encryption principles/methods

Cryptanalysis– Study of principles/methods of

dechipering ciphertext without knowingthe key

Cryptology– The field study of both cryptography

and cryptanalysis

Plaintext– The original message

Ciphertext– The coded message

Cipher– Algorithm for transforming between

plaintext and ciphertext

Key– Info used in cipher known only to

sender/receiver

Encipher / Ecnrypt– Converting plaintext to ciphertext

Decipher / Decrypt– Converting ciphertext back to plaintext

Cryptography– Study of encryption principles/methods

Cryptanalysis– Study of principles/methods of

dechipering ciphertext without knowingthe key

Cryptology– The field study of both cryptography

and cryptanalysis

Symettric-Key Cryptogaphy

Also known as

• Private KeyCryptography

• Secret KeyCryptography

Also known as

• Private KeyCryptography

• Secret KeyCryptography

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10A B C D E F G H I J K

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20L M N O P Q R S T U

21 22 23 24 25V W X Y Z

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10A B C D E F G H I J K

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20L M N O P Q R S T U

21 22 23 24 25V W X Y Z

1. Cipher Substitusi

Monoalfabet : setiap karakter chipertextmenggantikan satu macam karakter plaintext

Polyalfabet : setiap karakter chipertextmenggantikan lebih dari satu macam karakterplaintext

Monograf /unilateral: satu enkripsi dilakukanterhadap satu karakter plaintext

Polygraf /multilateral: satu enkripsi dilakukanterhadap lebih dari satu karakter plaintext

Monoalfabet : setiap karakter chipertextmenggantikan satu macam karakter plaintext

Polyalfabet : setiap karakter chipertextmenggantikan lebih dari satu macam karakterplaintext

Monograf /unilateral: satu enkripsi dilakukanterhadap satu karakter plaintext

Polygraf /multilateral: satu enkripsi dilakukanterhadap lebih dari satu karakter plaintext

1. Cipher Substitusi - Caesar Cipher

Tiap huruf alfabet digeser 3 huruf ke kanan

pi : A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Zci : D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C

Contoh:Plainteks: AWASI ASTERIX DAN TEMANNYA OBELIXCipherteks: DZDVL DVWHULA GDQ WHPDQQBA REHOLA

Tiap huruf alfabet digeser 3 huruf ke kanan

pi : A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Zci : D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C

Contoh:Plainteks: AWASI ASTERIX DAN TEMANNYA OBELIXCipherteks: DZDVL DVWHULA GDQ WHPDQQBA REHOLA

Caesar Cipher

Using K=3

Each letter will be replaced by the3rd letter after it.

A DB E…Z C

Using K=3

Each letter will be replaced by the3rd letter after it.

A DB E…Z C

Caesar Cipher Example

K = 3 Plaintext letter: ABCDEF … XYZ Ciphertext letter: DEFGHI … ABC

Plaintext sample– TREATY IMPOSSIBLE

Ciphertext result– WUHDWB LPSRVVLEOH

K = 3 Plaintext letter: ABCDEF … XYZ Ciphertext letter: DEFGHI … ABC

Plaintext sample– TREATY IMPOSSIBLE

Ciphertext result– WUHDWB LPSRVVLEOH

1. Cipher Substitusi - Caesar Cipher

Dalam praktek, cipherteks dikelompokkan ke dalamkelompok n-huruf, misalnya kelompok 4-huruf:DZDV LDVW HULA GDQW HPDQ QBAR EHOL A

Atau membuang semua spasi:DZDVLDVWHULAGDQWHPDQQBAREHOLA

Tujuannya agar kriptanalisis menjadi lebih sulit

Dalam praktek, cipherteks dikelompokkan ke dalamkelompok n-huruf, misalnya kelompok 4-huruf:DZDV LDVW HULA GDQW HPDQ QBAR EHOL A

Atau membuang semua spasi:DZDVLDVWHULAGDQWHPDQQBAREHOLA

Tujuannya agar kriptanalisis menjadi lebih sulit

Caesar Cipher Math Formula

If we give number to each letter depends on its order, we canwrite a math formula for this algorithm as follow:

C = E(P) = (P+k) mod (26) P = D(C) = (C-k) mod (26)

Example, K=5– WAR STARTS TOMORROW

– 22 0 17 18 19 0 17 19 14 12 14 17 17 14 22

– 1 5 22 23 24 5 22 24 23 17 19 23 23 19 1

– BFW XYFWYX YTRTXXTB

If we give number to each letter depends on its order, we canwrite a math formula for this algorithm as follow:

C = E(P) = (P+k) mod (26) P = D(C) = (C-k) mod (26)

Example, K=5– WAR STARTS TOMORROW

– 22 0 17 18 19 0 17 19 14 12 14 17 17 14 22

– 1 5 22 23 24 5 22 24 23 17 19 23 23 19 1

– BFW XYFWYX YTRTXXTB

1. Cipher Substitusi - Vigènere Cipher

Termasuk ke dalam cipher abjad-majemuk(polyalpabetic substitution cipher ).

Algoritma tersebut baru dikenal luas 200 tahunkemudian yang oleh penemunya cipher tersebutkemudian dinamakan Vigènere Cipher.

Vigènere Cipher menggunakan BujursangkarVigènere untuk melakukan enkripsi.

Setiap baris di dalam bujursangkar menyatakanhuruf-huruf cipherteks yang diperoleh denganCaesar Cipher.

Termasuk ke dalam cipher abjad-majemuk(polyalpabetic substitution cipher ).

Algoritma tersebut baru dikenal luas 200 tahunkemudian yang oleh penemunya cipher tersebutkemudian dinamakan Vigènere Cipher.

Vigènere Cipher menggunakan BujursangkarVigènere untuk melakukan enkripsi.

Setiap baris di dalam bujursangkar menyatakanhuruf-huruf cipherteks yang diperoleh denganCaesar Cipher.

1. Cipher Substitusi - Vigènere CipherPlainteks

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

a A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Zb B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z Ac C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A Bd D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B Ce E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C Df F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D Eg G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E Fh H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F Gi I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G Hj J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H IK K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I Jl L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J Km M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K Ln N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L Mo O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M Np P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N Oq Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O Pr R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Qs S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q Rt T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R Su U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S Tv V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T Uw W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U Vx X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V Wy Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X

Kunci

z Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y

Gambar 4.2 Bujursangkar Vigènere

Plainteks

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

a A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Zb B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z Ac C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A Bd D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B Ce E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C Df F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D Eg G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E Fh H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F Gi I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G Hj J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H IK K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I Jl L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J Km M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K Ln N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L Mo O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M Np P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N Oq Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O Pr R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Qs S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q Rt T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R Su U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S Tv V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T Uw W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U Vx X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V Wy Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X

Kunci

z Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y

Gambar 4.2 Bujursangkar Vigènere

1. Cipher Substitusi - Vigènere Cipher

Contoh penerapan Vigènere Cipher :Plainteks : THIS PLAINTEXTKunci : sony sonysonysCipherteks : LVVQ HZNGFHRVL

Jika panjang kunci lebih pendek daripada panjang plainteks,maka kunci diulang secara periodik. Dalam hal ini Kunci“sony” diulang sebanyak panjang plaintext-nya

Pada dasarnya, setiap enkripsi huruf adalah Caesar cipherdengan kunci yang berbeda-beda.

e(‘T’) = (‘T’ + ‘s’) mod 26 = LT = 20 dan s= 19 (20+19)%26=13 Ld(‘V’) = (‘V’ - ‘n’) mod 26 = 21 – 13 = 8 I

Contoh penerapan Vigènere Cipher :Plainteks : THIS PLAINTEXTKunci : sony sonysonysCipherteks : LVVQ HZNGFHRVL

Jika panjang kunci lebih pendek daripada panjang plainteks,maka kunci diulang secara periodik. Dalam hal ini Kunci“sony” diulang sebanyak panjang plaintext-nya

Pada dasarnya, setiap enkripsi huruf adalah Caesar cipherdengan kunci yang berbeda-beda.

e(‘T’) = (‘T’ + ‘s’) mod 26 = LT = 20 dan s= 19 (20+19)%26=13 Ld(‘V’) = (‘V’ - ‘n’) mod 26 = 21 – 13 = 8 I

Playfair cipher

Cont.

Ganti huruf J (bila ada)dengan I

Tulis pesan dalampasangan huruf

Jangan sampai adapasangan huruf yang sama.Jika ada, sisipkan Zditengahnya

Jika jumlah huruf ganjil,tambahkan huruf Z di akhir

Ganti huruf J (bila ada)dengan I

Tulis pesan dalampasangan huruf

Jangan sampai adapasangan huruf yang sama.Jika ada, sisipkan Zditengahnya

Jika jumlah huruf ganjil,tambahkan huruf Z di akhir

2. Cipher Transposisi

Cipherteks diperoleh dengan mengubah posisi hurufdi dalam plainteks.

Dengan kata lain, algoritma ini melakukan transposeterhadap rangkaian huruf di dalam plainteks.

Nama lain untuk metode ini adalah permutasi,karena transpose setiap karakter di dalam teks samadengan mempermutasikan karakter-karaktertersebut.

Cipherteks diperoleh dengan mengubah posisi hurufdi dalam plainteks.

Dengan kata lain, algoritma ini melakukan transposeterhadap rangkaian huruf di dalam plainteks.

Nama lain untuk metode ini adalah permutasi,karena transpose setiap karakter di dalam teks samadengan mempermutasikan karakter-karaktertersebut.

2. Cipher Transposisi (Contoh)

Contoh: Misalkan plainteks adalahPOLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA

Enkripsi:POLITEKNIKELEKTRONIKANEGERISURABAYA

Cipherteks: (baca secara vertikal)PNTNUOIRERLKOGAIENEBTLIRAEEKIYKKASAPNTN UOIR ERLK OGAI ENEB TLIR AEEK IYKK ASA

Contoh: Misalkan plainteks adalahPOLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA

Enkripsi:POLITEKNIKELEKTRONIKANEGERISURABAYA

Cipherteks: (baca secara vertikal)PNTNUOIRERLKOGAIENEBTLIRAEEKIYKKASAPNTN UOIR ERLK OGAI ENEB TLIR AEEK IYKK ASA

Rail Fence Cipher

Write message letters out diagonally over anumber of rows, then read off cipher row by row

Example, using plaintext (k=2)– meet me after the toga party

Write message out as:m e m a t r h t g p r ye t e f e t e o a a t

Giving ciphertextMEMATRHTGPRYETEFETEOAAT

Write message letters out diagonally over anumber of rows, then read off cipher row by row

Example, using plaintext (k=2)– meet me after the toga party

Write message out as:m e m a t r h t g p r ye t e f e t e o a a t

Giving ciphertextMEMATRHTGPRYETEFETEOAAT

Columnar Transposition

The number of columns is the key information. To encipher: Plaintext is written horizontally in k

columns, and is then transcribed vertically columnby-column,

To decipher: Suppose that the length of theciphertext is n and the key is k. Then the letters willfill n DIV k full rows, and there will be one partial rowat the end with nMODk letters. Transcribing row-by-row will then yield the plaintext.

The number of columns is the key information. To encipher: Plaintext is written horizontally in k

columns, and is then transcribed vertically columnby-column,

To decipher: Suppose that the length of theciphertext is n and the key is k. Then the letters willfill n DIV k full rows, and there will be one partial rowat the end with nMODk letters. Transcribing row-by-row will then yield the plaintext.

Example